Tesla подала заявку на новый патент, раскрывающий процесс добычи лития, который Илон Маск туманно описал как «использование столовой соли для извлечения лития из руды» во время Tesla Battery Day в прошлом году.
По данным автопроизводителя, это может снизить затраты более чем на 30%.
Во время Tesla Battery Day в прошлом году автопроизводитель представил множество новых технологий, которым не смог уделить много времени для объяснения.
Одна из них заключалась в том, что Tesla разработала новый процесс добычи лития, который, по заявлению вице-президента по инжинирингу Tesla Дрю Баглино, «приведет к снижению стоимости лития на 33%».
Генеральный директор Илон Маск очень просто описал этот процесс:
«Какой лучший способ взять руду и добыть литий экологически чистым способом? Мы изучали это с точки зрения фундаментальной физики, а не просто так, как это всегда делалось. Мы обнаружили, что можем использовать столовую соль, хлорид натрия, для извлечения лития из руды. Насколько мне известно, никто раньше этого не делал.
Он не вдался в подробности процесса, что вызвало немалый интерес в индустрии лития.
Но теперь мы получили новую патентную заявку на новый процесс добычи лития Tesla, которая содержит гораздо больше деталей об этом таинственном методе «столовой соли».
В патентной заявке под названием «Селективное извлечение лития из глинистых минералов» Tesla описывает основные проблемы текущих методов добычи:
Литий является стратегическим металлом для производства литий-ионных батарей (LIB) и индустрии электромобилей (EV). Поэтому средство для экономичного извлечения лития из различных источников лития важно для снижения стоимости батарей и электромобилей. Основными источниками лития, обычно используемыми для добычи, являются литиевые рассолы из-за низких затрат, связанных с извлечением Li из этих рассолов. Однако постоянно растущий спрос на LIB делает необходимым изучение других источников лития.
Другим методом извлечения Li является извлечение Li из глинистых минералов. В этом процессе литий получают путем кислотного выщелачивания, при котором глинистые минералы смешиваются с водным раствором обычных минеральных кислот, таких как H2SO4 или HCl, а затем нагреваются при атмосферном давлении для выщелачивания содержащегося в глинистых минералах лития. Этот метод кислотного выщелачивания не только выщелачивает литий, но и выщелачивает высокие концентрации примесей, включая Na, K, Fe, Al, Ca и Mg. Высокая потеря лития в результате последующего удаления примесей, особенно удаления Al, может значительно снизить общую эффективность извлечения лития. Кроме того, высокое потребление кислоты и сложные методы очистки выщелачивающих растворов также делают общий процесс извлечения менее экономически эффективным и не экологически чистым.
Tesla резюмирует свой новый метод в аннотации к патентной заявке:
Описаны процессы извлечения лития из глинистого минерала и составы для этого. Процесс извлечения включает подготовку глинистого минерала, содержащего литий, смешивание источника катионов с глинистым минералом, выполнение высокоэнергетического помола глинистого минерала и проведение жидкостного выщелачивания для получения обогащенного литием выщелачивающего раствора.
Так что это немного сложнее, чем просто добавить столовую соль, но основным источником катионов, описанным Tesla в патентной заявке, действительно является NaCl, хлорид натрия (также известный как столовая соль).
Tesla описывает эффект добавления NaCl на этапе помола:
Было измерено влияние добавления NaCl на этап помола процесса. Порошки NaCl и мелкие частицы глинистого минерала в весовом соотношении 3:97 (т.е. NaCl к общей смеси (т.е. NaCl + глина) = 3%; что соответствует молярному соотношению Na:Li около 2,7:1) были взвешены и помещены в планетарную шаровую мельницу PM100, где они непрерывно измельчались до 3 часов при вращении 500 об/мин. Затем смесь NaCl/глины, измельченная в шаровой мельнице, была собрана и перенесена в стеклянный реактор для выщелачивания водой. В реактор было загружено 31 грамм смеси NaCl/глины с добавлением воды для создания 150 граммов суспензии с соотношением смеси соли/глины к воде 1:4 (т.е. загрузка 20% по весу смеси соли/глины в воде). После создания суспензии проводилось выщелачивание водой при 90oC при перемешивании 1000 об/мин в течение до 20 минут. Для минимизации потерь воды во время выщелачивания использовался конденсатор. После последующей фильтрации через фильтровальную бумагу с размером пор 5 мкм, выщелачивающий раствор был собран для дальнейшего анализа химического состава.
Результаты химического анализа после добавления NaCl:
Очевидно, что новый процесс добычи имеет гораздо больше деталей, и если вы хотите углубиться в тонкости, вот полная патентная заявка Tesla:
[scribd id=515006322 key=key-9UUh8P8HuupCCBtAHJNF mode=scroll]
Также интересно, что Tesla планирует использовать этот новый процесс самостоятельно на своем новом месторождении лития в Неваде, которое, по-видимому, охватывает более 10 000 акров.